导热油换热器计算
换热器最简单计算方法
换热器最简单计算方法换热器的计算听起来挺高大上的,就像要解开宇宙的密码一样。
其实啊,没那么复杂,就像是玩搭积木,只要知道几块关键的“积木”怎么摆就好啦。
你可以把换热器想象成一个超级大的“热量交换市场”。
一边是热的家伙,带着好多热量,就像个暴发户似的;另一边是冷的家伙,穷得叮当响,没多少热量。
它们凑到一起,那热的就得给冷的分点热量。
首先呢,咱们得知道热流体和冷流体进来的时候温度是多少。
这就好比你要知道两个人进商店的时候口袋里各有多少钱。
热流体进来时的温度就像是热家伙的初始财富,冷流体进来的温度就是冷家伙的初始财产。
然后啊,还有个重要的东西叫比热容。
这比热容就像是每个人花钱或者赚钱的速度。
热流体的比热容大呢,就意味着它传热的时候就像个大手大脚的土豪,能给出去好多热量;冷流体的比热容要是大,那它接收热量就像个大胃王,能吞好多。
热交换量的计算,简单说就像是算这一热一冷两个家伙最后财富的差值。
我们用公式Q = m×c×ΔT来计算。
这里的m就像人的体重一样,是流体的质量。
质量越大,能传递的热量就可能越多。
就好比一个大胖子和一个小瘦子,肯定是大胖子能拿得出更多的东西来交换。
还有啊,换热器的传热系数K,这个就像是市场里的交易效率。
传热系数大,热量交换就快得像闪电一样,冷的和热的很快就能达到一个新的平衡;传热系数小呢,就像两个蜗牛在做交易,慢得要命。
有时候,我们还得考虑换热器的面积。
这面积就像是市场的大小。
面积越大,能同时进行的热量交易就越多。
要是面积小了,就像个小地摊,能交换的热量就很有限啦。
你看,这么一说,换热器的计算是不是就像小孩子过家家一样简单?只要把这些概念像拼图一样拼在一起,就能算出个大概啦。
不用把它想得那么神秘,就当是在管理一个特别的热量小世界,这里面的热和冷就像两个调皮的小鬼,按照我们算出来的规则在交换热量呢。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中:c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)式中:W h为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h(T s-T w)] = W c c p,c(t2-t1)式中:c p,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));T s为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△t m=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
) 对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤1.7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
导热油换热器计算
℃ m m2 m/s kg/ms
0.023Re0.8Pr1/3E Nuλ /d 设计 设计 S1/S2
w/m2C
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 51
横管空隙 b 管长 L 烟通面积 Fy 烟速 Wy 润周 U 当量直径 d0y 管外雷诺数 Re 传热准则 Nuy 管外换热系数 α y 污垢系数 ε 钢管热阻 R 换热系数 K 传热量 Qj 传热量计算误差 ξ 流动阻力计算 粗糙度 比值 摩擦系数 沿程长度 沿程阻力 弯头数 回弯阻力 油侧总阻力 横向节距 斜向节距 阻力系数 烟气侧阻力
设计 n0/2*L*b n0/2*2*L+n0/2*2b-b 4Fy/U wρ d0/μ 0.31Re0.6(S1/S2)0.2 Nuλ /d
m2 m m
w/m2C m2C/w λ /d w/m2C 1/(1/α 0+1/α y+1/e+1/R) w/m2C KFΔ T kw |Qj-Qc|/Qj*100 <5%
0.025 1.2 1.38 13.428064 112.675 0.0489905 12411.381 88.644899 95.89989 0.000172 13833.333 92.729155 1672.0295 0.4166189
管程
烟气侧
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
序号
导热油换热器计算 项目 1 换热量 Qc 2 烟气量 3 进口烟温 4 出口烟温 6 平均烟温 7 比热 8 密度 9 标况下密度 Vh t1h t2
h h h
计算公式或数据
单位 kw Nm /h ℃ ℃ ℃ kJ/kg℃ kg/Nm w/m℃ kg/ms
油和空气换热器设计计算
3
2
K2=1/[0.555/(1382×0.08168)+0.555/(2×45×1×π) ×ln(0.032/0.026)+1/(78.18/0.8)]=46.92 W/(m.℃),因此
Q=46.92×0.555×(238-184.8)=1.385KW. 2.空气阻力计算 根据换热器肋片管排列及数据,由横掠错列肋片管阻力公式: Δhhx=ζhx·ρ·w2/2, Pa;式中ζhx=ζj·z2 为横向冲刷管束阻力系数; 而ζj=Cz·Cs·Ref 为每排管子阻力系数. 其中,Cz 为管排数修正系数;当 Cz≥6 时, Cz=1; Ref=wk·B/νf 为错列肋片管束空气雷诺数;又 B=n·{d2(Sf-δ)+[D·δ+(D2-d2)/2] ·[π(D2-d2)/4]1/2}/(L1·d·δ) 为圆形肋片管定型尺寸,m.其中, L1=n·δ=96×0.0012=0.1152m 为肋片占管子部分长,m; β=H2/(πd·L)=0.555/(0.032×1×π)=5.52 为肋片系数(总表面积与光管表面积之 比).则 B=96×{0.0322×(0.01-0.0012)+[0.062×0.0012+(0.0622-0.0322)/2] ·
Pry=12.87;
根据图给定条件:肋片外径 D=0.062m,肋片厚δ=0.0012m,肋片管长 L=1m,每 1m
长管肋片数 n=96;肋片与管壁胀接时的传热系数λ=45 W/(m.℃).
由传热公式,每 1m 长管传热量:Q=K2H2(t1-t2),kW, 式中 H2=H2”+H2’为每 1m 长管总外表面积,㎡; H2”=2nπ[(rj2-r2)+rj·δ]为肋片表面积,㎡; H2’=nπd(Sf-δ)为每 1m 长管肋间管表面积㎡; 其中,rj=r+hj 为假想环肋外半径,m; 而 hj=h+δ/2=0.015+0.0012/2=0.0156m 为肋片假想高度,m.则 rj=0.032/2+0.0156=0.0316m; H2”=2×96×π[(0.03162-0.0162)+0.0316×0.0012]=0.47 ㎡; H2’=96×π×0.032×(0.01-0.0012)=0.085 ㎡; H2=0.47+0.085=0.555 ㎡. H1=dn·Lπ=0.026×1×π=0.08168 ㎡为每 1m 长管内表面积,㎡. 又η=( H2’+ H2”·η1)/H2 为肋片总效率; 而η1 为肋片效率, η1 的数值由 [α2/(λ·δ)]1/2·hj=[78.18/(45×0.0012)]1/2×0.0156=0.5936 与 rj/r=0.0316/0.016=1.975 查图求出: η1=0.765;那么 η=( 0.085+ 0.47×0.765)/0.555=0.8;
aspen导热油换热计算
请看图片,导热油是Therminol你在ASPEN里面直接寻找物性输入TherminolMobiltherm600是美孚公司600系列的导热油,是导热油。
我觉得没必要重新去模拟导热油的,仅仅做换热计算的话是可以直接调用数据库的。
采用Aspen Properties的数据库搜索"Therm”关键字即可搜索到更多导热油组分,但是在版本中有个bug,就是一部分导热油组分是从B-JAC数据库转移过来的,比如Therminol-66计算出来的物性都是错误的,这个bug已经在中修好了。
另外注意:这些导热油组分都为专属设定,不必选择物性方法,比如无论你用NRTL或者是PR方程,计算出的物性都是一样的!导热油种类繁多,软件只能把一些最著名并且知名公司的部分代表产品列出来,大家在计算的时候可以根据后面的Tb沸点自己选择需要的导热油,在实际采购中,国内的大多数厂商也都遵循这些典型产品的规律。
下面简单介绍下导热油的分类,这样大家就清楚aspen properties软件中各个导热油组分代表的含义,Aspen软件也没用包含下述所有的导热油,但下面的介绍一定会对大家选择那种导热油组分有帮助:导热油从结构上可分为合成型与矿油型两大类。
合成型导热油又称热传导液,是以石油化工或化工产品为原料经有机合成工艺制得,是纯的或比较纯的化学品,其特点是稳定性好,使用寿命长,可再生,但其价格也相对较高。
矿油型导热油又称热传导油,是以石油某线馏分为原料,经过加工调配制成,是多种烷烃组分的混合物。
矿油型导热油的原料来源较为广泛,生产工艺简单,价格低廉,但其热稳定性和抗氧化性受其多组分物质特性的影响相对较差。
一、合成型①联苯-联苯醚。
由%联苯醚和%联苯组成,是一种共沸体系,沸点257°,最高使用温度400°。
这是美国Dow公司30年代开发的一种产品,也是使用最早、使用时间最长的产品,优点是热稳定性好,积炭倾向小,缺点是渗透性强,气味难闻,有致癌作用。
换热器计算
导热油:型号:X6D-320进口油温:180j t =℃(给定) 出口油温:160c t =℃(给定) 平均油温:170pj t =℃ 比热容: 2.46KJ/Kg p C = ℃(按平均温度170℃查表)密度:3868Kg /m ρ=(按平均温度170℃查表)体积流量:3350/V m h = 质量流量:350868=84.4/3600M V Kg s ρ==⨯热效率:η=0.75(估算)导热油(热源侧)理论出力:()0.75 2.4684.4(180160)3114p j c Q C M t t KW η=-=⨯⨯⨯-= 受热面布置:蒸汽温度:130t =℃(考虑换热所需的温差,估算额定蒸汽温度)蒸汽压力:按130℃查饱和水蒸汽表得p=0.17MPa (表压)换热温差:最大温差:max 18013050j t t t ∆=-=-=℃最小温差:min 16013030c t t t ∆=-=-=℃温差: max min max min503039.1550ln ln 30t t t t t ∆-∆-∆===∆∆℃ 换热系数:管外流体给热系数: 2.330.5 2.330.52010.12239.150.27326/(C t p W m α=∆=⨯⨯= ℃) 管外污垢热阻: 200.000176/d r m W = ℃管内污垢热阻: 20.000352/di r m W = ℃管壁热阻: 20.0380.038ln()ln()0.000066/22249.560.03820.003w w w d d r m W d λδ==⨯=-⨯-⨯ ℃ 换热管外、内表面积比:00.038 1.1880.032o i i A d A d === 管(螺纹管)内流体给热系数:0.92060.080.1120.92060.080.11260.92060.080.112860.02127()()0.02127()()()()163.9100.06050.0320.030.00180.02127()()()()10911010163.9100.0320.032i u r e i i i iwd s h v s h N P R d d a v d d ------==⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯20.1416388617196/(0.032ui i N W m d λα⨯=== ℃) 换热系数:0021111207.6/(110.0001760.000066 1.1880.000352 1.1883261091o od w di i i iK A A r r r A A W m αα=++++==+++⨯+⨯ ℃)所需受热面积:223114383207.6/(39.15Q KW H m K t W m ===∆⨯ ℃) 所需布置的受热面太大,造价昂贵,且占地面积大。
完整版换热器计算步骤
完整版换热器计算步骤换热器是一种常见的热交换设备,常用于将热能从一个流体传递给另一个流体。
换热器的设计需要进行一系列的计算步骤,以确保其正常运行和高效工作。
下面是一个完整版的换热器计算步骤,包括设计要素、计算公式和实际操作。
设计要素:1.温度:确定进口和出口的流体温度2.流量:计算流体的质量流量,即单位时间内通过换热器的物质量3.效率:计算换热器的传热效率,即输入热量与输出热量之间的比值4.压降:计算流体在换热器中的压降,以确保流体能够正常流动计算步骤:1.确定换热器的类型:换热器可以分为三类,即管壳式换热器、管束式换热器和板式换热器。
选择适合的类型要考虑流体的性质、压力、温度和流量等因素。
2.确定流体的物性参数:包括热导率、比热容和密度等参数。
这些参数可以通过查阅资料或实验测量得到。
3.计算传热面积:传热面积是换热器的一个重要参数,可以通过传热率和传热温差来计算。
传热率可以通过查表或经验公式计算得到。
4.计算输出温度:根据换热器的效率和输入温度,可以计算出输出温度。
效率可以根据使用经验或理论估计。
5.计算流体的质量流量:通常需要根据应用的需求确定流体的质量流量。
质量流量可以通过测量或经验公式计算得到。
6.计算传热面积:传热面积决定了换热器的尺寸和成本,一般需要通过经验公式或计算得到。
7.计算压降:压降是换热器设计的一个关键参数,需要根据应用的压力要求和流体的性质计算得到。
压降过大会导致流体流速降低,影响传热效率。
8.确定流体流向:根据应用需求和设计要求选择流体的进出口方向。
实际操作:1.收集流体数据:收集流体的压力、温度和流量等数据。
2.计算换热面积:根据选择的换热器类型和待换热流体的数据,计算换热器的传热面积。
3.计算输出温度:根据输入温度、效率和换热器的传热特性,计算输出温度。
4.计算质量流量:根据应用需求和设计要求计算流体的质量流量。
5.计算压降:根据流体的性质和流动条件计算压降。
6.确定流体流向:根据应用需求和设计要求确定流体的进出口方向。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算公式换热器是工业生产中常用的设备之一,用于将热量从一个介质传递到另一个介质。
其核心功能是通过增大热交换面积,使热量能够更加有效地传递。
在换热器的设计中,热量及面积的计算是至关重要的。
换热器的热量计算是根据热传导的基本原理来进行的。
热传导是指热量从高温区域传递到低温区域的过程。
热传导的速率与温度差、介质的导热系数和热传导距离有关。
换热器的热量传递公式可以表示为:Q=U×A×ΔT其中,Q表示热量传递量,U表示换热系数,A表示换热面积,ΔT表示温度差。
换热系数U是一个关键的参数,它表示单位面积上,单位时间内热量的传递量。
换热系数的大小受多种因素影响,包括换热器的结构、介质的性质和流体运动方式等。
为了计算得到准确的热量传递量,我们需要确定换热系数U的数值。
换热系数U的计算可以根据实际情况采取不同的方法,常见的有经验法、理论法和试验法等。
换热器面积计算公式:换热器的设计中,换热面积的计算是为了满足所需的热量传递量。
基本原则是通过增大换热面积,提高热量的传递效率。
换热器的面积计算公式可以表示为:A=Q/U/ΔT其中,Q表示所需的热量传递量,U表示换热系数,ΔT表示温度差。
根据这个公式,我们可以根据所需的热量传递量来计算换热器的面积。
需要注意的是,在实际应用中,热量及面积的计算往往需要考虑许多复杂的因素,比如介质的流动性质、传热表面的布局和形式、管路的阻力损失等。
因此,在设计换热器时,需要综合考虑这些因素,以确保换热器能够满足所需的热量传递要求。
此外,还有一些常见的换热器类型,如壳管式换热器、板式换热器、螺旋板换热器等,它们的热量及面积的计算公式可能会有所不同。
因此,在实际应用中,需要根据具体的换热器类型和设计要求来选择相应的计算公式。
总结起来,换热器的热量及面积计算是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因素。
上述的热量及面积计算公式只是基本的参考,实际设计中还需要根据具体情况进行调整和优化。
完整版换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=W h(H h,1- H h,2)= W c(H c,2- H c,1)式中:Q 为换热器的热负荷, kj/h 或 kw ;W 为流体的质量流量, kg/h;H 为单位质量流体的焓, kj/kg ;下标 c 和 h 分别表示冷流体和热流体,下标 1 和 2 分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中:c p为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;T为冷流体的温度,℃。
二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K 值以下表:冷流体热流体总传热系数 K,w/(m2. ℃)水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850 水轻油340-910 水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340 水水蒸气冷凝1420-4250 气体水蒸气冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140 水沸腾水蒸气冷凝2000-4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020 注:2、温差(1)逆流热流体温度 T:T1→T2冷流体温度 t :t2 ←t1温差△ t :△ t1 →△ t2△t m=(△ t2- △t1 )/ ㏑(△ t2/ △t1 )(2)并流热流体温度 T:T1→T2冷流体温度 t :t1 →t2温差△ t :△ t2 →△ t1△t m=(△ t2- △t1 )/ ㏑(△ t2/ △t1 )3、面积计算S=Q/(K. △t m)三、管壳式换热器面积计算其中, S 为传热面积 m2、n 为管束的管数、 d 为管径, m;L 为管长,m。
四、注意事项冷凝段:潜热(依照汽化热计算)冷却段:显热(依照比热容计算)。
换热器介绍及热效率计算
⎧⎪) ⎪⎨管翅式 ⎪壳管式 ⎪⎪ 板式 ⎪⎩ 螺旋板式 ⎪间壁式 ⎪板翅式 换热器介绍及热效率的简单计算一、换热器的基本概念换热器的定义:凡是用来使热量从热流体传递到冷流体,以满足规定的工艺要求 的装置通称换热器。
三种类型换热器简介⎧ 套管式 ⎪⎧管束式 ( 管壳式 ⎪⎩交叉流换热器 ⎪⎪ ⎨⎪⎪⎪ 混合式⎪⎩ 蓄热式间壁式——冷热流体分别位于固体壁面两侧,而由壁面间接隔开来。
混合式——冷热流体通过直接接触、相互混合来实现换热。
回热式——冷热流体交替地通过同一换热表面而实现热量交换的设备称为蓄热 式换热器。
2、换热器的分类?螺旋板式换热器 波纹管换热器 列管式换热器 板式换热器 螺旋板换热器 管壳式换热器 容积式换热器 浮头式换热器 管式换热器 热管换热器 汽水换热 器翅片管换热器管壳式换热器分为浮头式换热器和固定管板式换热器1、浮头式换热器特点2、浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。
管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。
浮头式换热器的特点浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间,另一端管板可以在 壳体内自由移动,这个特点在现场能看出来。
这种换热器壳体和管束的热 膨胀是自由的,管束可以抽出,便于清洗管间和管内。
其缺点是结构复杂, 造价高(比固定管板高 20%),在运行中浮头处发生泄漏,不易检查处理。
m t kA ∆=Φ 以及 中的三个已知的话,我们就可以计算出另hmh c cq tttt '''' ,,, cmc ' '' ' ' ∆ t ' , t '', t ' , t ''h h c cq 浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。
3、 固定管板式换热器(,4E-401, 4E-200) 固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、顶盖(又称封头)等部件构 成。
导热油换热器设计计算表格
S=l*D 查表
vDE=V1/S
查图
假定
查物性表 △Pi=4*fi*(L/di)*(ρ*ωt2/2)*(μ/μw2)-0.14
△Pr=4*ρ*ωt2*Zt/2 △PN=1.5*ρ*ωt2/2 △Pt=△Pi+△PN+△Pr
数据
250
110 -8 72 7.3E+04 23.620 180 2.800 625 0.079 2.16E-04 7.66E+00 32 1.005 1.165 0.0267 1.86E-05 0.701 0.98 1861.067 4.75 146.340 0.310 1.75 0.97 141.950
30 8.02E-04 6321.944
6250 468.750 13040.694
F'=Q/K'O∆tm 选用碳钢无缝钢管
选用 选用 选用 At=M1/ρ1ω1 L=F′/πdon n=4At/πd2i l=F'/nZtπd0 Zt=L/l 选
正方形布置,第一排12排 第二排12根
查表 查图 查图 查标准 查标准 查标准 取用 n'=l/(δf+Y) S=14*sp 732 l/S S/D
1428 合理 合理
1080.15 0.253 93.360 36.256 0.0628 0.0785 23.4
2825.52 3.15
7.94
0.00017 0.000086
43.2 1.779 0.061 1.84 0.952 373.983 35.057 1.036 0.036 0.0044
备注
350
以外径为准
36.335
0.025 0.02
1 0.008
导热油热力计算
b
40 管长
L
41 烟通面积
Fy
42 烟速
Wy
43 润周
U
44 当量直径
d0y
45 管外雷诺数 Re
46 传热准则
Nuy
47 管外换热系数 α y
48 污垢系数
ε
49 钢管热阻
R
50 换热系数
K
51 传热量
Qj
51 传热量计算误差 ξ
设计
n0/2*L*b
m2
n0/2*2*L+n0/2*2b-b m
4Fy/U
Δ td Δ tx Δ tm (td-tx)/ln(td/tx) ℃ n0 设计取用
28 管内径
d0 取用φ 25*2.5
m
29 传热面积
F 设计
m2
对流管布置 30 热油流速
W Vc/(3600n0F0)
m/s
31 管内雷诺数 Re wρ d0/μ
32 管壁温度油粘度 tw
kg/ms
33 比值
E
34 传热准则
13.428064 112.675
0.0489905 12411.381 88.644899 95.89989 0.000172 13833.333 92.729155 1672.0295 0.4166189
0.0457 0.002285
0.0095 76.26184.364 122213491.8 275341.17
6 弯头数
Z
7 回弯阻力
P2 4ρ w2/2Z
Pa
8 油侧总阻力 Pf P1+P2
Pa
9 横向节距
油水换热器计算
油水换热器计算0、热量计算需冷却水带走热量Q=W•C油•Δt油=1.19×103×0.5×(320-90)=136850 kcal/h 耗水量G=Q/(C水•Δt水) =136850/[1000×(45-32)]=10.5 m3/h平均温度差:油320→90水45←32275 58则Δtm=(275-58)/ln(275/58)=139.4℃总传热系数K的计算1、管内油对管壁的给热系数α1管径φ90×10的油流速ω=Ws/γAω=1.19/[3600×1×0.785×(0.07)2]=0.086 m/s油从320℃冷却至90℃的平均温度为t=(320+90)/2=205℃该温度下,油物理量如下:导热系数λ=0.085 kcal/m•h•℃重度γ=1000 kg/m3比热C=0.5 kcal/kg•℃粘度ν=0.0055 cm2/s则Z=ν(γ/g)=0.0055×(1000/9.8)=0.56 cp雷诺准数Re=1000dωγ/Z=1000×0.07×0.086×1000/0.56=10750介于2100至104之间,属于过渡流状态普兰特准数Pr=3.6CZ/λ=3.6×0.5×0.56/0.085=11.86校正系数=1-6×105/Re1.8=0.97给热系数α1=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4φ=0.023×(0.085/0.07)×107500.8×11.860.4×0.97=122kcal/m2•h•℃2、管外壁对冷却水所给热系数α2水的平均温度t水=(32+45)/2=38.5℃设管壁温度为tw=54℃管壁与水的平均温度tw=(54+38.5)/2=46.25℃管壁与水的温差Δt= tw- t水=54-38.5=15.5℃46.25℃时水的物理量如下:膨胀系数β=4.2×10-4 1/℃导热系数λ水=0.55 kcal/m2•h•℃粘度ν=0.61×10-6 m2/s Z=0.59 cp普兰特准数Pr=3.6CZ/λ=3.6×1×0.59/0.55=3.86格拉斯霍夫准数Gr=Δtβ(gdH3/ν2)=15.5×4.2×10-4×9.81×0.093/(0.61×10-6)2=1.25×108GrPr=1.25×108×3.86=4.83×108介于2×107至1×1013之间,故A=0.135,n=1/3努塞尔特准数Nu=A(Gr•Pr)n=0.135×(4.83×108)1/3=106给热系数α2=Nu(λ/dH)=106×(0.55/0.09)=648 kcal/m2•h•℃总传热系数K管壁厚δ=0.01m,铸铁导热系数λ=22kcal/m•h•℃,设管壁两侧水垢及油膜热阻为0.003 K=1/(1/110+0.003+0.01/22+1/648)=71 kcal/m2•h•℃管壁温度核算:K•Δtm =α2(tw-t水)tw= K•Δtm /α2+ t水=38.5+71×(139.4/648)=53.8℃与所设值54℃相差仅0.2℃,符合要求。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算之袁州冬雪创作一、热量计算1、一般式Q=Qc=QhQ=Wh(Hh,1- Hh,2)= Wc(Hc,2- Hc,1)式中:Q为换热器的热负荷,kj/h或kw;W为流体的质量流量,kg/h;H为单位质量流体的焓,kj/kg;下标c和h分别暗示冷流体和热流体,下标1和2分别暗示换热器的出口和出口.2、无相变更Q=Whcp,h(T1-T2)=Wccp,c(t2-t1)式中:cp为流体平均定压比热容,kj/(kg.℃);T为热流体的温度,℃;t为冷流体的温度,℃.3、有相变更a.冷凝液在饱和温度下分开换热器,Q=Whr=Wccp,c(t2-t1)式中:Wh为饱和蒸汽(即热流体)冷凝速率(即质量流量)(kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热(J/kg)b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=Wh[r+cp,h(Ts-Tw)]=Wccp,c(t2-t1)式中:cp,h为冷凝液的比热容(J/(kg/℃));Ts为饱和液体的温度(℃)二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1w=1J/s=kj/h=kcal/h1kcal=kj2、温差(1)逆流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t2←t1温差△t:△t1→△t2△tm=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)(2)并流热流体温度T:T1→T2冷流体温度t:t1→t2温差△t:△t2→△t1△tm=(△t2-△t1)/㏑(△t2/△t1)对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值.( 恒温传热时△t=T-t,例如:饱和蒸汽和沸腾液体间的传热.)对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变更的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式:△Tm=(△T1-△T2)/㏑(△T1/△T2).如果△T1/△T2≤1.7时,△Tm=(△T1+△T2)/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值.逆流时△T1=T1-t2 △T2=T2-t1顺流时△T1=T1-t1 △T2=T2-t2其中:T1 ——热流出口温度℃T2——热流出口温度t1——冷流出口温度t2——冷流出口温度ln——自然对数3、面积计算S=Q/(K.△tm)三、管壳式换热器面积计算其中,S为传热面积m2、n为管束的管数、d为管径,m;L 为管长,m.注:冷凝段为潜热,根据汽化热计算;冷却段为显热,根据比热容计算.。
导热油热力计算范文
导热油热力计算范文导热油是一种用于传递热量的液体,广泛应用于工业生产和设备运行中。
进行导热油热力计算是确保热力系统正常工作的重要步骤。
下面将对导热油热力计算进行详细介绍。
1.热负荷计算是指在给定工况条件下,计算要传递的热量。
在进行热负荷计算时,首先需要确定导热油在系统中的流量,即导热油在循环过程中的流动速度。
这可以通过流量计来测量得到。
假设导热油在循环过程中的流量为Q,单位为m3/h。
然后需要确定导热油的进出口温度差ΔT,即油温差。
根据维持系统稳态的原则,热负荷计算公式可以表示为:Q=m*Cp*ΔT其中,m为导热油的质量流量,单位为kg/h;Cp为导热油的定压比热容,单位为J/(kg·℃)。
通过测量导热油的实际流量和进出口温度差,可以计算出热负荷Q。
2.传热损失计算是指导热油在传递热量过程中的能量损失。
导热油在传热过程中主要有三种途径的能量损失,即辐射传热损失、对流传热损失和导热损失。
辐射传热损失是指导热油通过辐射途径散失的能量。
这个损失量可以通过表面温度和表面辐射率计算得到。
计算公式如下:Qr = A * ε * σ * (Ts^4 - Tinf^4)其中,Qr为辐射传热损失,单位为W;A为导热油的表面积,单位为m2;ε为导热油的表面辐射率;σ为斯特藩—玻尔兹曼常数,约为5.67x10^-8 W/(m2·K4);Ts为导热油的表面温度,单位为℃;Tinf为环境温度,单位为℃。
对流传热损失是指导热油通过传热介质周围的气体或液体散失的能量。
这个损失量可以通过传热系数和表面积计算得到。
计算公式如下:Qc=A*h*ΔT其中,Qc为对流传热损失,单位为W;h为传热系数,单位为W/(m2·℃);ΔT为导热油和传热介质的温度差,单位为℃。
导热损失是指导热油在循环过程中由于热传递而散失的能量。
计算导热损失需要考虑导热油在传热过程中的传热系数和传热面积。
计算公式如下:Ql=U*A*ΔT其中,Ql为导热损失,单位为W;U为导热系数,单位为W/(m2·℃)。
aspen导热油换热计算
aspen导热油换热计算请看图⽚,导热油是Therminol你在ASPEN⾥⾯直接寻找物性输⼊TherminolMobiltherm600是美孚公司600系列的导热油,是导热油。
我觉得没必要重新去模拟导热油的,仅仅做换热计算的话是可以直接调⽤数据库的。
采⽤Aspen Properties的数据库搜索"Therm”关键字即可搜索到更多导热油组分,但是在版本中有个bug,就是⼀部分导热油组分是从B-JAC数据库转移过来的,⽐如Therminol-66计算出来的物性都是错误的,这个bug已经在中修好了。
另外注意:这些导热油组分都为专属设定,不必选择物性⽅法,⽐如⽆论你⽤NRTL或者是PR⽅程,计算出的物性都是⼀样的!导热油种类繁多,软件只能把⼀些最著名并且知名公司的部分代表产品列出来,⼤家在计算的时候可以根据后⾯的Tb沸点⾃⼰选择需要的导热油,在实际采购中,国内的⼤多数⼚商也都遵循这些典型产品的规律。
下⾯简单介绍下导热油的分类,这样⼤家就清楚aspen properties软件中各个导热油组分代表的含义,Aspen软件也没⽤包含下述所有的导热油,但下⾯的介绍⼀定会对⼤家选择那种导热油组分有帮助:导热油从结构上可分为合成型与矿油型两⼤类。
合成型导热油⼜称热传导液,是以⽯油化⼯或化⼯产品为原料经有机合成⼯艺制得,是纯的或⽐较纯的化学品,其特点是稳定性好,使⽤寿命长,可再⽣,但其价格也相对较⾼。
矿油型导热油⼜称热传导油,是以⽯油某线馏分为原料,经过加⼯调配制成,是多种烷烃组分的混合物。
矿油型导热油的原料来源较为⼴泛,⽣产⼯艺简单,价格低廉,但其热稳定性和抗氧化性受其多组分物质特性的影响相对较差。
⼀、合成型①联苯-联苯醚。
由%联苯醚和%联苯组成,是⼀种共沸体系,沸点257°,最⾼使⽤温度400°。
这是美国Dow公司30年代开发的⼀种产品,也是使⽤最早、使⽤时间最长的产品,优点是热稳定性好,积炭倾向⼩,缺点是渗透性强,⽓味难闻,有致癌作⽤。
导热油系统计算
2.3 导热油循环量的确定及型号选择根据公式Q=G÷〔(t2-t1)×C×ρ〕(1)式中t1——导热油入导热油炉温度,℃;t2——导热油出导热油炉温度,℃;C——导热油平均比热,2.684kJ/kg·℃;ρ——导热油密度,0.85g/cm3;Q——导热油循环量;G——导热油炉的供热量,5×106kJ/h。
将以上数据代入式(1),得Q为98m3/h,取导热油循环量Q为100m3/h。
根据上述计算,选用型号为WD320型的导热油即满足工艺要求。
2.4 导热油炉加热面积的确定取导热油炉热效率为0.75,取导热油炉辐射段占总有效热量的85%,对流段占总有效热量的15%。
从理论上计算确定导热油炉辐射管及对流管所需的表面积是非常复杂的,在进行计算时,采用已知的热强度数据按下式确定所需的加热面积:对于辐射段:F R=Q R/δR(2)式中Q R——辐射段吸收的热量,Q R=0.85G;δR——辐射管的热强度,取94050kJ/m2·h;F R——辐射段加热面积,m2。
将以上数据代入(2)式,得F R为39.97m2。
对于对流段:Fc=Qc/δc (3)式中Qc——对流段吸收的热量,Qc=0.15G;δc——对流管的热强度,取41800kJ/m2·h;Fc——对流段加热面积,m2。
将以上数据代入(3)式,得Fc为17.94m2。
即F=F R+F C (4)F总=F/0.75 (5)得F为57.91m2,F总为77.21m2,取F总为80m2。
2.5 总循环系统所需导热油量的确定各塔加热器的容积V1为1.023m3,循环管道容积V2为5m3,导热油炉内加热管V3为2m3,导热油密度ρ为0.85g/cm3,总容积V为8.023m3,总量P为6.82t。
导热油加热系统设计及操作时应注意的问题赵刚山甘李军(鞍山焦化耐火材料设计研究总院,鞍山114002)目前,焦化行业中的不少装置已逐渐采用导热油加热技术,如炼焦配煤的加热脱湿、苯加氢、精酚装置的蒸馏供热、精蒽装置的蒸馏供热及保温和脱硫装置的熔硫釜加热等。
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kg/ms
m3/h
℃ m m2
250
849 2.675
300 275
0.0685
0.00003 7.4
52.787589 130 30
68.197144 46
0.02 264.4
W Vc/(3600n0F0) Nhomakorabeam/s
1.0151772
管程 烟气侧
31 管内雷诺数 管壁温度油粘
32 度 33 比值
34 传热准则 35 管内放热系数 36 横管距 37 纵间距 38 比值 39 横管空隙 40 管长 41 烟通面积 42 烟速 43 润周 44 当量直径 45 管外雷诺数 46 传热准则 47 管外换热系数 48 污垢系数 49 钢管热阻
61849.364 122
213491.8 275341.17
2 0.547046
0.3151944 997.20273
导热油换热器 计算 序号 项目 1 换热量
2 烟气量
3 进口烟温
4 出口烟温
6 平均烟温
7 比热
8 密度 9 标况下密度
10 导热系统
烟气放热
11 粘度
12 普兰德数
13 烟气放热 14 导热油吸
导热油入口温 15 度
16 导热油密度 17 导热油比热 18 导热油出温 19 平均油温
20 导热系统
6 弯头数
Z
7 回弯阻力
P2 4ρw2/2Z
Pa
8 油侧总阻力 Pf P1+P2
Pa
9 横向节距
σ1 S1/d
10 斜向节距
φ (s1-d)/(s2'-d)
(3.2+0.66(1.7-
11 阻力系数
ζ φ)1.5)Re-0.27
12 烟气侧阻力 Py ζ(n2+1)ρw2/2
Pa
574590.28
0.0000152 1.1852758 2600.7268 8907.4894
kg/Nm3 kg/Nm3
fhpj 355℃ μ
w/m℃
fhpj 355℃
kg/ms
Prh 355℃
Qh VcρfhCphpj(t1h-t2h) kw
Qc 3%损失与3%损失
kw
数值 1400 29000 430 280 355 1.132
0.566 1.295
0.053
0.00003 0.645
1771.3442 1665.0635
50 换热系数 51 传热量
传热量计算误 51 差
Re wρd0/μ
tw E Nu 0.023Re0.8Pr1/3E α0 Nuλ/d S1 设计 S2 设计
S1/S2 b L 设计 Fy n0/2*L*b Wy U n0/2*2*L+n0/2*2b-b d0y 4Fy/U Re wρd0/μ Nuy 0.31Re0.6(S1/S2)0.2 αy Nuλ/d ε R λ/d
0.05 0.05
1 0.025
1.2 1.38 13.428064 112.675 0.0489905 12411.381 88.644899 95.89989 0.000172 13833.333
92.729155 1672.0295
0.4166189
0.0457 0.002285
0.0095 76.2
1/(1/α0+1/α K y+1/e+1/R) Qj KFΔT
ξ |Qj-Qc|/Qj*100
kg/ms
w/m2C
m2 m m
w/m2C m2C/w w/m2C w/m2C kw <5%
流动阻力计算
1 粗糙度
e 钢管
mm
2 比值
e/d
3 摩擦系数
fi
4 沿程长度
L
5 沿程阻力
P1 4fiL/d0ρw2/2E-0.14 Pa
t1c ρ fcpj 275℃ CPcpj 275℃ t2c 设计 tfcpj (t1c+t2c)/2 λ fcpj 275℃ μ fhpj 275℃ Prh 275℃
Vc Δtd Δtx Δtm (td-tx)/ln(td/tx) n0 设计取用 d0 取用φ25*2.5 F 设计
℃ kg/m3 kJ/kg℃ ℃ ℃
对流管布 置
21 粘度 22 普兰德数
23 导热油流量 24 大温差 25 小温差 26 对数温差 27 管排数 28 管内径 29 传热面积
30 热油流速
计算公式或数据
单位
Qc
Vh t1h t2h t2hpj CPhpj 355℃ ρ
kw Nm3/h ℃ ℃ ℃ kJ/kg℃
fhpj 355℃ ρ0h λ